TBM施工方法解析
TBM边顶拱施工方法
TBM边顶拱施工方法TBM全称为隧道掘进机（Tunnel Boring Machine），是一种用于挖掘隧道的工程机械。
边顶拱施工方法是指在TBM掘进过程中，边掘进边进行拱顶支护的一种施工方法。
下面将详细介绍TBM边顶拱施工方法的过程及其优点。
1.预处理：在开始拱顶支护前，需要对隧道洞口进行预处理，包括洞口开挖、喷射锚杆固化、喷射混凝土灌注等。
这些预处理措施可以提高洞口的稳定性和安全性。
2.前后盾同步推进：TBM在进行边顶拱施工时，前后盾同时推进。
前盾负责掘进，后盾负责支护。
同时推进可以减小地层的变形和移动，降低地层的应力水平，减少隧道掘进中的地质灾害。
3.拱顶支护：在实际施工中，拱顶支护可以采用多种形式，比如钢拱架、喷射混凝土等。
在边掘进过程中，支护材料会随着TBM的推进而不断加固。
拱顶支护的目的是保持洞穴的稳定性，防止岩石的塌方。
4.导轨安装：在TBM掘进过程中，为了确保前后盾的推进方向和位置准确无误，需要安装导轨。
导轨可以使TBM的掘进轨迹更为精确，避免偏离预定的隧道线轨道。
5.底板支护：在边掘进过程中，底板的支护也是必不可少的。
底板支护可以采用钢撑、喷射混凝土等方式进行，以防止底板塌方和巨大变形。
1.较小的地表沉降：TBM边顶拱施工方法可以减小地层的变形和移动，使地表沉降量较小。
相比于传统的爆破法施工，TBM边顶拱施工方法可以更好地保护地表建筑物和地下管线的安全。
2.较高的施工效率：TBM边顶拱施工方法使用机械设备进行掘进和支护，相比于人工掘进，具有更高的施工效率。
可以更快地完成隧道的掘进和支护，缩短工期。
3.较好的施工质量：TBM边顶拱施工方法的支护材料可以根据具体的地质条件进行选择和调整，保证了施工质量。
拱顶支护的加固效果好，可以有效保证隧道的安全性和稳定性。
4.适应性强：TBM边顶拱施工方法适用于不同地质条件下的隧道掘进，包括软土、砂岩、硬岩等。
可以根据具体地质条件进行相应的调整和改进，适应性强。
TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法
TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法一、前言隧洞工程是地下工程中的一种重要形式，经过多年的发展，各种隧洞施工方法不断涌现。
TBM法是一种高效、安全、环保的隧洞施工方法，在工程实践中得到了广泛应用。
本文将详细介绍TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析，并给出一个实际工程实例。
二、工法特点TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法具有以下几个特点：1. 高效快速：TBM法能够在较短时间内完成大量施工，施工速度快。
2. 精确度高：TBM法隧洞施工精度高，可以保证隧洞的准确尺寸和形状。
3. 环保节能：TBM法可以减少对周边环境的影响，减少噪音、振动和土壤沉降等问题。
4. 作业安全：TBM法能够明显减少作业人员的伤害风险，提高工作安全性。
5. 施工质量稳定：TBM法施工质量稳定可靠，能够保证隧洞的使用寿命和安全性。
三、适应范围TBM法隧洞混凝土衬砌管片预制施工工法适用于各种地质条件和隧洞类型，包括软土、弱固结土、岩石等，广泛应用于地铁、公路、铁路及水利等工程领域。
与实际工程之间的联系如下：1. 隧洞工程设计：首先根据隧洞设计要求确定管片尺寸和数量，编制详细的施工方案。
2.地面预制管片：在地面的预制厂中，根据设计要求和施工方案，生产混凝土管片，进行质量检测。
3. TBM机械推进：将预制的管片运送至施工现场，在TBM机械的推进下，将管片依次安装到隧洞中。
4. 推进过程管片连接：在TBM机械推进的过程中，将管片连接固定，保证隧洞的连续完整。
5. 管片衬砌固化：在管片安装完成后，进行混凝土灌浆，使管片与地壳形成坚固的衬砌结构。
6. 管片防渗措施：在衬砌完成后，进行防渗处理，确保隧洞的密封性。
五、施工工艺1. 准备工作：包括现场勘测、施工图纸编制、材料采购等。
2. 管片预制：地面预制管片，包括模具制作、混凝土制备、浇注、养护等工序。
地铁tbm施工方案
地铁TBM施工方案1. 引言地铁盾构机(TBM)是目前一种主流的地铁隧道施工方法，它以其高效、安全的特点在地铁建设中得到了广泛应用。
本文将介绍地铁TBM施工方案，包括其工作原理、施工步骤和注意事项等内容。
2. 工作原理地铁TBM是一种隧道掘进机械，通过不断推进和掘进地面，完成地铁隧道的开挖工作。
其主要由以下几个部分组成：•头部切割装置：由盾构机前部的刀盘和刮板构成，用于切割和移除土层。
•推进装置：提供推动力和支撑作用，使盾构机在地下推进。
•地层支护：在TBM推进过程中，需要进行土层的加固和支护，以保证隧道的稳定性和安全性。
•排泥系统：将切削下来的土层通过管道输送到地面。
地铁TBM的工作原理即通过不断推进和切割土层，完成地铁隧道的开挖和支护。
3. 施工步骤地铁TBM的施工步骤通常包括以下几个阶段：3.1 地质勘察和预处理在开始施工之前，需要进行地质勘察和预处理工作。
通过对地下地质、地下水和地下障碍物等情况进行评估和分析，确定施工方案并采取相应的措施。
3.2 TBM安装和调试在施工现场搭建临时工地，并将TBM运输到施工现场安装。
安装过程中需要对TBM进行各种调试和检测，确保其正常运行和安全使用。
3.3 开挖隧道TBM推进过程中，根据设计要求，按照一定的推进速度和切割深度，完成隧道的开挖工作。
同时，要及时处理地下水和泥浆等问题，确保施工现场的安全和环保。
3.4 地层支护在隧道开挖的同时，需要进行地层支护工作，以保证隧道的稳定性和安全性。
常用的地层支护方式包括预制管片法、螺旋钢管法和泥浆注浆法等。
3.5 完工验收和运维隧道开挖和地层支护完成后，进行工程完工验收和相关设备的运维工作。
同时，还需要进行清理施工现场和相关设备，确保施工环境的整洁和安全。
4. 注意事项在地铁TBM施工过程中，需要注意以下几个方面的问题：•安全问题：地铁施工是一项高风险工作，需要严格按照相关安全规定和操作规程进行，确保施工人员的安全。
TBM快速安装施工工法(2)
TBM快速安装施工工法TBM快速安装施工工法一、前言TBM（Tunnel Boring Machine），即隧道掘进机，是现代隧道施工中常用的一种设备，能够实现隧道的快速、安全、高效施工。
TBM快速安装施工工法以TBM为主要设备，通过对施工工法与实际工程之间的研究和实践，逐步形成了一套完善的施工流程和操作方法，使得隧道施工更加简单、便捷和可靠。
二、工法特点TBM快速安装施工工法具有以下几个特点：1.快速施工：采用TBM作为主要设备，能够实现快速的隧道掘进，大大缩短了工期。
2.高效率：TBM具有高效率、自动化和连续作业的特点，能够在施工过程中实现连续的掘进、支护和砌筑，提高了工作效率。
3.安全可靠：通过控制TBM的操作和监测系统，能够实时监测隧道的变形和地质情况，保证施工安全可靠。
4.环保节能：TBM施工不会产生大量的噪音和废料，对周边环境没有污染，符合环保要求。
5.质量稳定：TBM作业过程中，能够控制土体变形和岩体裂隙扩展，保证隧道的质量稳定。
6.适应性强：TBM可以适应不同地质条件和隧道形状，可以应用于各类岩土隧道和软土隧道的施工。
三、适应范围TBM快速安装施工工法适用于以下几个方面：1.地质条件好的隧道：适用于地质条件较好、土体稳定、隧道长度较长的地区，能够提高施工效率。
2.城市地铁隧道：适用于城市地铁隧道的施工，能够减少噪音和振动对周边建筑的影响。
3.水下隧道：适用于水下隧道的施工，能够利用TBM 的自动化作业特点，实现快速、安全的施工。
4.特殊工程隧道：适用于特殊工程隧道，如地下储气库、地下核堆等，能够满足对施工安全和质量的要求。
四、工艺原理TBM快速安装施工工法通过分析TBM的工作原理和机械结构，以及对施工工程的实际情况进行研究和分析，确定了一系列的技术措施和工艺流程，以保证施工的质量和效率。
1.掘进过程控制：通过对TBM掘进过程中的刀盘转速、推进力和刀盘刀具的选择和调整，控制土体的掘进速度和变形情况。
TBM仰拱预制装配化施工工法
TBM仰拱预制装配化施工工法一、前言TBM仰拱预制装配化施工工法，在地下工程中具有重要意义。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，旨在为读者提供完整的理解和参考。
二、工法特点TBM仰拱预制装配化施工工法具有以下特点：1. 高度预制化：利用工厂化生产，加工出符合设计要求的仰拱构件，减少现场施工的难度和工期。
2. 施工速度快：采用机械化设备，结构轻巧，可高效施工。
3. 施工质量高：通过精密加工，可以保证构件的尺寸精准度和质量稳定性。
4. 工程造价较低：减少了人工操作的需求，节约了劳动力成本。
5. 环境友好：减少了施工中的噪音和粉尘污染，对周围环境影响小。
三、适应范围TBM仰拱预制装配化施工工法适用于以下地下工程：1.地铁隧道：适用于地铁线路的隧道施工，可以提高施工效率并保证施工质量。
2. 高速公路隧道：适用于高速公路隧道的施工，可以快速开挖隧道并减少施工对交通的影响。
3. 水利工程隧道：适用于各类水利工程隧道的施工，可以提高施工安全性和质量。
四、工艺原理TBM仰拱预制装配化施工工法的工艺原理是通过预制仰拱构件和TBM机械设备的配合，实现隧道的快速开挖和仰拱安装。
具体分析如下：1. 预制仰拱构件：根据设计要求，利用预制厂加工出符合尺寸和强度要求的仰拱构件。
2. TBM机械设备：采用TBM机械化设备进行隧道开挖和支护工作，确保开挖面的稳定和安全。
3. 施工原理：TBM设备在前进过程中进行隧道开挖，同时将仰拱构件预先安装在TBM头部，随着开挖的进行，自动将仰拱构件安装在隧道内壁上，实现隧道的结构支护。
五、施工工艺TBM仰拱预制装配化施工工法的施工工艺主要包括以下阶段：1. 地质勘察：通过地质勘察，确定施工场地的地质情况和隧道设计要求。
2. 厂房制作：在预制厂中制作符合设计要求的仰拱构件，包括预制、抹灰、养护等工序。
3. TBM设备安装：将TBM设备安装到施工场地，并进行设备调试和功能测试。
TBM洞内运输施工工法(2)
TBM洞内运输施工工法TBM洞内运输施工工法一、前言TBM（Tunnel Boring Machine）洞内运输施工工法是一种在隧道工程中广泛应用的施工方法。
TBM洞内运输施工工法通过使用隧道掘进机（TBM）进行地下岩石挖掘，并在洞内安装输送系统，用于将挖掘的岩石和土壤从洞内输送至地面。
本文将详细介绍TBM洞内运输施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点TBM洞内运输施工工法具有以下几个特点：1. 高效快速：相比传统的爆破掘进工法，TBM洞内运输施工工法可以实现连续的隧道掘进，大大缩短施工周期。
2. 线形规整：TBM洞内运输施工工法掘进的隧道断面线形规整，具有较高的几何精度和表面光滑度，适用于对几何要求较高的隧道工程。
3. 减少对周边环境的影响：TBM洞内运输施工工法通过洞内运输系统将挖掘的土壤和岩石从洞内运出，减少了对周边环境的干扰和污染。
4. 提高施工安全性：TBM洞内运输施工工法采用机械化作业，减少了人工操作，降低了施工中的人身伤害风险。
三、适应范围TBM洞内运输施工工法适用于各类地下隧道工程，包括城市地铁、交通隧道、水利工程、矿山工程等。
尤其适用于地质条件较稳定、水位较低、断面形状规整的隧道工程。
四、工艺原理TBM洞内运输施工工法的工艺原理是通过隧道掘进机（TBM）进行挖掘，同时在洞内安装输送系统，将挖掘的土壤和岩石从洞内输送至地面。
具体的工艺原理如下：1. 隧道掘进：TBM沿着预定的隧道轴线进行掘进，同时地下岩石和土壤被切削和抛出至洞内。
2. 洞内运输系统：在洞内安装具有输送功能的输送系统，包括输送带、输送车等，用于将挖掘的土壤和岩石从洞内输送至出洞口。
3. 出洞口处理：在出洞口设置土石分离设备，对挖掘的土壤和岩石进行分离处理，以便后续的处理和利用。
五、施工工艺TBM洞内运输施工工法的施工过程包括以下几个阶段：1. 准备工作：包括选址、地质勘察、隧道顶管设计、施工方案编制、机具设备采购等准备工作。
TBM带刀步进施工工法(2)
TBM带刀步进施工工法TBM带刀步进施工工法一、前言TBM带刀步进施工工法是一种先进的施工技术，广泛应用于地铁、隧道和地下管廊等工程项目中。
它通过使用隧道掘进机(Tunnel Boring Machine，简称TBM)和刀具带动步进式施工，在地下形成坚固的隧道结构。
本文将详细介绍TBM带刀步进施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点TBM带刀步进施工工法具有以下几个特点：1. 高效节能：TBM带刀步进施工工法利用隧道掘进机的强大功能，能够高效、快速地开挖隧道，节省施工时间和成本。
2. 低噪音低振动：TBM带刀步进施工工法在施工过程中减少了噪音和振动，减少对周围环境和建筑结构的影响。
3. 高施工质量：TBM带刀步进施工工法采用先进的控制系统和刀具技术，能够实现高精度的掘进，确保施工质量和隧道的安全稳定。
4. 环保节能：TBM带刀步进施工工法采用电动和液压系统，减少了对环境的影响，降低了能源消耗。
三、适应范围TBM带刀步进施工工法适用于以下工程项目：1. 地铁线路：TBM带刀步进施工工法适用于地铁隧道的快速开挖和建设，能够大大缩短施工周期。
2. 隧道工程：TBM带刀步进施工工法适用于各类隧道工程，包括公路隧道、铁路隧道和水利隧道等。
3. 地下管廊：TBM带刀步进施工工法适用于地下管廊的开挖和建设，能够提高施工效率和质量。
四、工艺原理TBM带刀步进施工工法的工艺原理是通过隧道掘进机的推进和刀具的旋转来实现地下隧道的开挖。
隧道掘进机通过推进装置将自身带动到前进位置，同时刀具对地层进行切削和破碎。
这种步进式的施工方式能够保证开挖面的稳定和安全，同时确保施工质量和进度。
五、施工工艺TBM带刀步进施工工法包括以下几个施工阶段：1. 准备工作：施工前需要对施工现场进行勘察和预处理，确定好施工方案和施工进度。
2. TBM安装和调试：将TBM安装到施工井中，进行机械和电气设备的调试和测试。
TBM底拱混凝土施工方法
TBM底拱混凝土施工方法1.钢筋混凝土底板的施工：首先，在隧道底部设置一层厚度适当的钢筋混凝土底板，用于作为底拱混凝土的施工基础。
底板的混凝土强度和厚度需要根据隧道工程的要求进行设计。
底板的施工可以采用传统的钢筋混凝土施工方法，包括搭建钢筋模板、布设钢筋、浇筑混凝土等步骤。
底板施工完成后，需要进行养护，保证混凝土的强度和稳定性。
2.设置底拱支撑体系：底板施工完成后，需要在底板上设置底拱支撑体系，用于支撑和固定隧道壁体。
底拱支撑体系包括钢筋网、钢撑杆等构件，通过这些构件的连接和固定，形成一种稳定的底拱结构。
3.TBM施工：底拱支撑体系设置完成后，可以开始进行TBM的施工。
TBM是一种全断面掘进机械，具有自动化、高效率的特点。
TBM的施工过程分为掘进和螺旋输送两个阶段。
在掘进阶段，隧道壁体土层被削去，土层经过螺旋输送到隧道后端。
在螺旋输送阶段，TBM继续运行和削减土层，同时将混凝土从后端输送到前端，形成隧道内的底拱。
4.底拱混凝土的浇筑：TBM施工过程中，底拱混凝土的浇筑可以通过自流混凝土或者抹灰施工来完成。
自流混凝土需要满足一定的流动性和坍落度要求，以保证混凝土能够在整个底拱空间中流动并填满。
抹灰施工则需要使用抹灰机或手工进行，将混凝土均匀地涂抹在底拱支撑体系上，形成厚度均匀的底拱结构。
5.底拱混凝土的养护：底拱混凝土浇筑完成后，需要进行养护，以提高混凝土的强度和耐久性。
养护包括保持混凝土湿润、避免快速干燥、控制温度等措施。
养护的时间和方法需要根据混凝土的配合比、环境条件等因素进行合理调整。
TBM底拱混凝土施工方法的优点是施工速度快、工期短、质量可控。
TBM的运用使得施工过程自动化程度高，提高了工作效率，减少了劳动强度。
同时，TBM底拱混凝土施工方法可以确保隧道的稳定性和安全性，提高工程的可靠性和持久性。
然而，TBM底拱混凝土施工方法也存在一些挑战和注意事项。
例如，TBM的选择和安装需要根据工程的具体情况进行合理设计，以适应隧道的地质条件和工程要求。
TBM安装平台施工方法与技术措施
TBM安装平台施工方法与技术措施TBM（土压平衡盾构机）是一种非常常用的隧道施工设备，其安装平台的施工方法和技术措施对整个项目的进度和效果有着重要影响。
以下是关于TBM安装平台施工方法和技术措施的一些详细介绍：一、TBM安装平台施工方法1.场地平整：首先要对TBM安装平台的场地进行平整，确保工作区域能够满足施工需要。
需要进行场地的地质勘探、地质分析和土质平整等工作，以保证安装平台的稳定和安全。
2.基础施工：接着进行基础施工工作，包括地基处理和基础深挖。
地基处理主要是解决场地承载力不足或者土壤不稳定的问题，例如进行填筑加固、地基加固或者地基换土等工作；基础深挖则是针对需要建设较深基础的情况进行，如使用挡土墙或者连续墙进行地下开挖支护。
3.平台搭设：在基础施工完成之后，开始进行平台搭设工作。
平台的搭设需要根据TBM的尺寸和施工需求进行设计，并采用合适的材料进行搭建，如钢结构或者混凝土结构等。
同时还需要考虑平台的施工交通、排水以及通风等问题。
4.支护工程：TBM安装平台的支护工程需要根据具体情况进行设计和实施。
常见的支护措施包括拉索支撑、立方体支撑或者千斤顶等，以确保平台的稳定和安全。
5.安全设施：在进行TBM安装平台施工的过程中，需要设置相关的安全设施。
这包括预防和应急设施，如防护栏、安全网、灭火器和紧急出口等。
同时，还需要对施工人员进行安全培训和交底，提高他们的安全意识和技能。
二、TBM安装平台技术措施1.人员管理：TBM安装平台施工需要有专业的施工人员进行操作，他们需要具备相关的技术和经验。
同时，还需要设置专门的现场管理人员，负责协调施工进度、监督施工质量和安全管理等工作。
2.材料管理：TBM安装平台的施工过程中需要使用大量的材料，包括钢材、混凝土、水泥等。
为了确保材料的质量和及时供应，需要对材料进行统一的采购和管理，并与供应商进行良好的沟通和配合。
3.施工监控：TBM安装平台施工过程中需要进行实时监控，以确保施工的顺利进行和质量的控制。
TBM快速安装施工工法
TBM快速安装施工工法一、前言TBM快速安装施工工法是一种高效、快速且安全的地下建设施工方法。
本文旨在介绍TBM快速安装施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，为读者提供全面的了解和参考。
二、工法特点TBM快速安装施工工法具有以下几个显著特点。
首先，施工速度快，可以大幅度缩短工期，提高工程效率。
其次，施工过程中对环境影响小，可以减少噪音和震动的产生，降低对周边建筑物和地下设施的影响。
第三，施工精度高，可以保证施工过程中的尺寸精度和位置精度。
第四，施工工艺可靠，可以适应各种地质条件和工程要求。
最后，施工过程安全可靠，减少事故风险，保障工人的安全。
三、适应范围TBM快速安装施工工法适用于地铁、隧道、水利和矿山等各种地下工程的施工。
无论是软土、淤泥、砂砾、岩石还是高风险地质条件下，TBM快速安装施工工法均能应对，并在短时间内完成施工任务。
四、工艺原理TBM快速安装施工工法的理论依据是结合传统的TBM施工方法和快速安装技术。
在施工过程中，采用全断面剥离所形成的空腔法来控制围岩沉降。
通过控制剥离空腔的尺寸和形状，实现对地表和建筑物的保护。
同时，采用全面支护法来增加围岩稳定性和工人安全。
通过对施工工法与实际工程之间的联系和技术措施的分析和解释，读者可以清楚地了解该工法的理论基础和实际应用。
五、施工工艺TBM快速安装施工工法分为以下几个施工阶段。
首先是准备阶段，包括勘察设计、材料准备、机具设备调试和人员培训等工作。
第二是钻洞阶段，使用TBM机具进行钻洞，并同时进行地质观测和围岩预警。
第三是支护阶段，利用快速安装技术对洞壁进行全面支护，包括喷射混凝土和材料注入等。
第四是后期施工阶段，进行洞壁修补、环境恢复和设备安装等工作。
通过详细描述每个施工阶段，读者可以了解施工过程中的每一个细节。
六、劳动组织TBM快速安装施工工法的劳动组织是指安排和管理施工人员、协调施工资源、确保施工进度和质量等。
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二、工程地质条件
1. ①
主要调查影响TBM使用的地质条件。 影响TBM选用的地质因素 隧道地压。是否存在塑性地压？ 指标：围岩强度比(软岩)；围岩抗剪强度比(似砂土软岩) q 围岩强度比 h
断层破碎带、软弱泥岩以及蛇纹岩等膨胀性岩层掘进困难 ② 涌水状态。涌水范围、大小与压力会造成工作面崩塌与 承载力低下，应慎用。
α＜ 2 2 ＜ α ＜4 4 ＜ α ＜10 α＞10 挤出性——膨胀性围岩 轻微挤出性——地压大的围岩 地压大——有地压的围岩 几乎无地压的围岩
二、工程地质条件(续)
2. ① ② 影响TBM效率的地质因素 岩石强度。开挖难易一般用抗压强度来判定。刀具消耗 应考虑岩石中石英粒范围、大小与抗拉强度等判断。 岩层裂隙。岩层节理、层理、片理对开挖效率影响极大 。裂隙适度发育的岩层，即使抗压强度大也能进行较为 有效的开挖。 岩石硬度。一般地，对于q＜100MPa的岩层，其石英含 量较多、粒径较大，刀具磨耗很大。 破碎带等恶劣条件。在破碎带、风化带等难于自稳的困 难条件下进行机械开挖，均需采取辅助施工方法配合施 工。特别是在有涌水的条件下更为困难，拱顶崩塌、机 体下沉、支承反力降低等问题时有发生。
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缺点：①地质条件的适用范围小； ②发生粉尘； ③有涌水时易于泥化；
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TBM法隧道的施工流程、技术要点和 辅助工法
一． TBM施工主要流程
施工准备→全断面开挖与出渣→外层管片式衬砌或初期 支护→TBM前推→管片外灌浆或二次衬砌
二． Robbins开敞式TBM循环作业流程
Gripper TBM
①支撑鞋；②钢支架举升器；③锚杆安装机构；④钢筋网举升器
自由断面TBM
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自由断面TBM的优缺点
优点：①开挖断面形状自由；
②易于适应地质条件的变化； ③开挖速度快； ④围岩松弛少； ⑤噪声、振动少； ⑥轻量、小型、机动性好； ⑦人员少，安全性高； ⑧机械购置费用低。
4.
导向及调向机构
导向机构是用来指示和校核掘进机推进的方向，使其保 证符合设计的轴线和坡度的要求。
5.
通风及吸尘装置
掘进机工作时将产生大量的热量与粉尘。故对通风、降 尘要求较高。一般在刀盘头部安装有吸尘设备和喷水装 置，掘进时连续喷水降尘。机房内专设通风降温设备。
全断面TBM分类 开敞式TBM：配置钢拱架安装器与喷锚等辅助设 备。常用于硬岩，采取有效支护手段后也可应用 于软岩隧道。 双护盾TBM：适用于各种地质，既能适应软岩， 也能适应硬岩或软硬岩交互地层。 单护盾TBM：常用于劣质地层。单护盾TBM推 进时利用管片作支撑，其原理类似于盾构。与双 护盾TBM相比，掘进与安装管片不能同时进行。
甘肃引大入秦水磨沟输水隧道[Φ5.54m；11649m ；Robbins双护盾TBM；最高月进尺1300.8m/月] 辽宁大伙房引水工程[全长85.32km，3台Φ8.0m开 敞式] 新疆大阪输水隧道工程[全长30.68km，德国海瑞克 双护盾TBM] 青海引大济湟总干渠工程[德国Wirth双护盾TBM， Φ5.93m，全长19.94km] 西康铁路秦岭Ⅰ线隧道[掘进5.621km，Φ8.8m开敞 式TBM] 西安南京铁路桃花铺1号隧道[掘进7.23km,机型同 上] 西安南京铁路磨沟岭隧道[掘进6.11km,机型同上] 南疆铁路吐库二线中天山隧道[机型同上] 兰渝铁路西秦岭隧道[Φ10.23mRobbins开敞式 TBM] 沈阳在建地铁九号线[中铁重工制造 行健号]
STEP 1:作业开始。主支撑前位撑紧洞壁，后支撑腿提起。刀 盘转动，推进油缸伸出，TBM前部前移一个作业行程 STEP 2:准备换步。刀盘停转，后支撑腿抵住仰拱承重 STEP 3:主支撑回缩。推进油缸回缩将自由态主支撑前拉回位 STEP 4:主支撑回位后伸出支撑鞋抵紧岩壁，后支撑提起， TBM定位找正，坡道上必要时先定坡度。 STEP 5:返回第一步，TBM准备下一循环掘进。
微型TBM：Φ0.25~3.00m 中型TBM： Φ3.0~8.0m 巨型TBM： 大于Φ8.0m
Single Shield TBM
①护盾；②液压推进油缸；③管片；④刀盘；⑤装渣斗；⑥皮带输送机
Double Shield TBM
①可伸缩护盾；②刀盘；③活动支撑鞋；④辅助推进油缸；⑤管片
3. 圆盘型滚刀破岩原理
圆盘型滚刀(图a)工作压力50~200kN，岩体表面在刀圈 刀尖强集中力作用下破碎而被切人，并形成切入坑(见 图b)。随着滚刀滚动，在岩面上形成一条条的破碎沟， 破碎沟之间岩石AO1O2B受滚刀侧刃挤压力的作用而剪 切破碎。当切入深度h较大时，剪裂面为O1O2(图c)。
5. 削刀破岩原理
掘进机法施工技术要求
一． 基本原则
TBM掘进断面大可达10m以上，小仅为1.8m。由于TBM 与辅助施工技术日臻完善以及现代高科技成果(液压新技 术、电子技术与材料科学技术等)的应用大大提高了TBM 对各种困难条件的适应性，因此简单从开挖可能性来考 虑TBM的适用范围是不全面的。 判定依据 隧道围岩的抗压强度、裂缝状态、涌水状态等岩性条件 机械构造、TBM直径等机械条件； 隧道断面、长度、位置状况、地址条件等。 TBM工法选用流程 (参见下页流程图)
4. 楔齿型与球齿型滚刀破岩原理
最初由楔齿尖端在滚刀转动情况下产生切向张力破坏岩 石的表面，切人深度为λ。然后由齿尖的楔入力继续引 起剪切破坏，楔入深度为h。由于各齿环的齿节是不同 的，因此加大了楔齿的破岩效果。球齿型滚刀的破岩原 理与楔齿型滚刀相同，适用于硬岩掘进。
TBM的结构类型，构造和工作原理 一、全断面TBM
削刀在挤压力Pv和切割力PH作用下，首先在刀尖处形成 切碎区2，随着刀具的回转运动形成剪力破碎区3。削刀 继续回转即在岩壁上留下环状切削槽，两槽之间的岩石 在削刀侧向挤压力R的作用下而剪切破坏。
TBM的优缺点
优点：快速---约为钻爆法的4~6倍；
优质---洞壁光滑，超挖量少 ； 高效---节约衬砌，节约人工劳动； 安全---安全性加大，作业环境安全； 环保---非爆破开挖，尘土、气体、噪音 污染少， 减少辅助洞室，减少地表破坏； 自动化、信息化程度高。
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TBM基本构造
1.
TBM由破岩机构、推进机构、岩碴装运机构、导向调向 机构及吸尘、通风装置等几部分组成。 破岩机构
滚刀或削刀在强大轴推力的作用下旋转，切削与剪切破碎岩石。
2.
推进机构
主支撑鞋顶撑洞壁以支承和推进机身。副支撑鞋控制振动与方向。
3.Biblioteka 出碴机构破岩形成的片状石碴，由安装在刀盘上的铲碴斗铲起， 铲斗旋转到顶部卸入集料斗，经皮带机装车运出洞外。
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缺点：
1、设备购置及使用成本大； 2、施工途中不能改变开挖半径； 3、地质适应性较差; 4、断面适应性较差; 5、运输困难。
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国内外应用概况
TBM施工法始于二十世纪三十年代，限于机械技术水平 ，其应用实例甚少。五六十年代随着机械工业与掘进机 技术水平的不断提高发展较快。迄今为止，世界上采用 TBM施工的隧道超过1000座，总长度超过4000km，以 逐步成为长大隧道修建的主要施工方法之一。 国外典型应用——英吉利海峡隧道 由2条外径8.6m单线铁路隧道与1条外径5.6m辅助隧道 组成。全长48.5km，海底段长37.5km，隧道最深处在 海平面下100m，全部采用TBM施工。英国侧6台，岸边 段3台海底段3台(单向推进21.2km)。法国侧5台，岸边 段2台海底段3台。最深处需承受10atm水压力，平均月 进尺1000m/月。 隧道建成标志着TBM施工技术的最高水平，也是融合英 、美、法、德等国TBM施工技术于一体的最高成就。
⑥
三． 机械条件 TBM不仅受地质条件约束，还受到开挖直径、 开挖机构的约束。 在硬岩中开挖大直径隧道很是困难。日本实例的 最大直径仅为5m左右。 目前TBM多数是单轴回转式。若开挖直径越大 ，刀头内周与外周的周差速越大，将对刀头产生 种种不良影响。 随着开挖直径的增大，需要增大推力，支撑靴也 要增大，将导致运输困难与承载力问题。
③
④
二、工程地质条件(续)
3. ① ② ③ ④ ⑤ TBM适用范围 一般只适用于圆形断面隧道，只有铣削滚筒式掘进机可 在软岩中掘进非圆形断面隧道。 开挖隧道直径1.8~12m之间，以直径3~6m最为成熟。 一次性连续开挖长度不宜短于1km，也不宜长于10km， 以3~8km最佳。 适用于中硬岩层，岩石单轴抗压强度介于20~250MPa， 尤以50~100MPa最佳。 地质条件对TBM掘进效率影响很大。在良好岩层中月进 尺可达500~600m，而在破碎岩层中只有100m左右，在 塌陷、涌水、暗河地段甚至需停机处理。 选用TBM开挖隧道应尽量避开复杂不良岩层。
1. ① ② ③ 2.
初步调查
线路决定
Yes
地质构造分析 地表调查 弹性波速度 阻抗试验 钻孔调查
开挖直径 刀具直径与数量 马达刀具转速 后续设备等 循环、支护辅助 工法、临时设计 与钻爆法比较
地质调查 当地条件 TBM规格决定 施工计划 经济分析 实施计划
变更线路
No
其他方法
TBM
工 法 研 究 流 程 框 图
1.
2. 国内应用
国内TBM研发制造始于二十世纪六十年代中期 ，共生产10余台直径2.5~5.8m的TBM，先后用 于下列水电与煤矿井巷工程。国产机型月均进 尺20~300m，累计总掘进长度12km。
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